V11BSBML und Modell-

Erstellung22. Januar 2015

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Übersicht

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Austausch und Archivierung von biochemischen Modellen=> SBML

Diffusion plus Reaktionen=> Virtual Cell

Komplexität der Modelle=> BioNetGen

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Systems Biology Markup Language

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XML-Dialekt für Speicherung und Austausch biochemischer Modelle=> Archivierung=> Transfer von Modellen in andere Softwaretools

von http://sbml.org/Acknowledgments

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

SBML <= XML

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XML = eXtensible Markup Language• hierarchische Baumstruktur: => Schachtelung von <Object> … </Object> oder <Objekt [Parameter…]/>• genau ein Wurzelobjekt: <sbml…>

Aktuelle Dialekte: SBML Level 1, Version 2

SBML Level 2, Version 4, Release 1

Level: globale Zielrichtung,

SprachumfangVersion:

Features und Definitionen

Release: Bug-fixes

siehe http://sbml.org/Documents/Specifications

http://precedings.nature.com/documents/2715/version/1

http://www.sbml.org/specifications/sbml-level-1/version-2/sbml-level-1-v2.pdf

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Was ist enthalten?

5http://sbml.org/More_Detailed_Summary_of_SBML

beginning of model definition list of function definitions (optional)list of unit definitions (optional)list of compartment types (optional)list of species types (optional)list of compartments (optional)list of species (optional)list of parameters (optional)list of initial assignments (optional)list of rules (optional)list of constraints (optional)list of reactions (optional)list of events (optional)

end of model definition

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Ein Beispiel

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E + S <=> ES => E + Pkon

koff

kcat

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><sbml level="2" version="3" xmlns="http://www.sbml.org/sbml/level2/version3"> <model name="EnzymaticReaction"> <listOfUnitDefinitions> <unitDefinition id="per_second"> <listOfUnits> <unit kind="second" exponent="-1"/> </listOfUnits> </unitDefinition> <unitDefinition id="litre_per_mole_per_second"> <listOfUnits> <unit kind="mole" exponent="-1"/> <unit kind="litre" exponent="1"/> <unit kind="second" exponent="-1"/> </listOfUnits> </unitDefinition> </listOfUnitDefinitions> <listOfCompartments> <compartment id="cytosol" size="1e-14"/> </listOfCompartments> <listOfSpecies> <species compartment="cytosol" id="ES" initialAmount="0" name="ES"/> <species compartment="cytosol" id="P" initialAmount="0" name="P"/> <species compartment="cytosol" id="S" initialAmount="1e-20" name="S"/> <species compartment="cytosol" id="E" initialAmount="5e-21" name="E"/> </listOfSpecies> <listOfReactions> <reaction id="veq"> <listOfReactants> <speciesReference species="E"/> <speciesReference species="S"/> </listOfReactants> <listOfProducts> <speciesReference species="ES"/> </listOfProducts> <kineticLaw> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <apply> <times/>

<ci>cytosol</ci> <apply> <minus/> <apply> <times/> <ci>kon</ci> <ci>E</ci> <ci>S</ci> </apply> <apply> <times/> <ci>koff</ci> <ci>ES</ci> </apply> </apply> </apply> </math> <listOfParameters> <parameter id="kon" value="1000000" units="litre_per_mole_per_second"/> <parameter id="koff" value="0.2" units="per_second"/> </listOfParameters> </kineticLaw> </reaction> <reaction id="vcat" reversible="false"> <listOfReactants> <speciesReference species="ES"/> </listOfReactants> <listOfProducts> <speciesReference species="E"/> <speciesReference species="P"/> </listOfProducts> <kineticLaw> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <apply> <times/> <ci>cytosol</ci> <ci>kcat</ci> <ci>ES</ci> </apply> </math> <listOfParameters> <parameter id="kcat" value="0.1" units="per_second"/> </listOfParameters> </kineticLaw> </reaction> </listOfReactions> </model></sbml>

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Nochmal:

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><sbml level="2" version="3" xmlns="http://www.sbml.org/sbml/level2/version3"> <model name="EnzymaticReaction"> <listOfUnitDefinitions> : </listOfUnitDefinitions> <listOfCompartments> <compartment id="cytosol" size="1e-14"/> </listOfCompartments> <listOfSpecies> <species compartment="cytosol" id="ES" initialAmount="0" name="ES"/> <species compartment="cytosol" id="P" initialAmount="0" name="P"/> <species compartment="cytosol" id="S" initialAmount="1e-20" name="S"/> <species compartment="cytosol" id="E" initialAmount="5e-21" name="E"/> </listOfSpecies> <listOfReactions> : </listOfReactions> </model></sbml>

E + S <=> ES => E + Pkon

koff

kcat

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Details: Einheiten

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<listOfUnitDefinitions> <unitDefinition id="per_second">

<listOfUnits> <unit kind="second" exponent="-1"/> </listOfUnits> </unitDefinition> <unitDefinition id="litre_per_mole_per_second"> <listOfUnits> <unit kind="mole" exponent="-1"/> <unit kind="litre" exponent="1"/> <unit kind="second" exponent="-1"/> </listOfUnits> </unitDefinition> </listOfUnitDefinitions>

per_seconds := s–1

litremol s

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Import nach Copasi

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Interoperabilität?

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Details: eine Reaktion

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<listOfReactions> : <reaction id="vcat" reversible="false"> <listOfReactants> <speciesReference species="ES"/> </listOfReactants> <listOfProducts> <speciesReference species="E"/> <speciesReference species="P"/> </listOfProducts> <kineticLaw> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <apply> <times/> <ci>cytosol</ci> <ci>kcat</ci> <ci>ES</ci> </apply> </math> <listOfParameters> <parameter id="kcat" value="0.1" units="per_second"/> </listOfParameters> </kineticLaw> </reaction> </listOfReactions>

E + S <=> ES => E + Pkon

koff

kcat

lokaler Parameter!

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SBML lesbar machen

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http://webservices.cs.uni-tuebingen.de/Dräger A, Planatscher H, Wouamba DM, Schröder A, Hucka M, Endler L, Golebiewski M, Müller W, and Zell A: “SBML2LaTeX: Conversion of SBML files into human-readable reports”, Bioinformatics 2009

Softwarewerkzeuge WS 14/15 – Teil 2

Drei Minuten später:

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Softwarewerkzeuge WS 14/15 – V 11 – Teil 2 15

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es gibt bereits sehr viele Modelle

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